Введение

Твердая, неслоистая метаморфическая порода, названная по названию города Кварцит, является твердой, неслоистой метаморфической породой, которая первоначально представляла собой чистый кварцевый песчаник. Песчаник превращается в кварцит под воздействием нагрева и давления, обычно связанных с тектоническим сжатием в орогенных поясах. Чистый кварцит обычно имеет белый или серый цвет, хотя кварциты часто встречаются в различных оттенках розового и красного из-за различного содержания гематита. Другие цвета, такие как желтый, зеленый, синий и оранжевый, обусловлены присутствием других минералов. Термин "кварцит" иногда также используется для обозначения очень твердых, но неметаморфизированных песчаников, состоящих из кварцевых зерен, плотно сцементированных дополнительным кварцем. Такие осадочные породы стали называть ортокварцитами, чтобы отличить их от метаморфического кварцита, который иногда называют метакварцитом для подчеркивания его метаморфического происхождения. Кварцит очень устойчив к химическому выветриванию и часто образует хребты и устойчивые вершины холмов. Почти чистое содержание кремнезема в породе обеспечивает мало материала для образования почвы; поэтому кварцитовые хребты часто бывают голыми или покрыты лишь тонким слоем почвы с небольшим количеством (или полным отсутствием) растительности. Некоторые кварциты содержат достаточное количество минералов, восприимчивых к выветриванию и содержащих питательные вещества, таких как карбонаты и хлорит, чтобы сформировать суглинистую, довольно плодородную, хотя и неглубокую и каменистую почву. Кварцит использовался с доисторических времен для изготовления каменных орудий. В настоящее время он используется в качестве декоративного облицовочного камня, в качестве щебня при строительстве дорог, а также как источник кремния для производства кремния и кремниевых соединений.

Характеристики и происхождение

Кварцит – очень твердая порода, состоящая преимущественно из взаимосвязанной мозаики кристаллов кварца. Зернистая поверхность, напоминающая наждачную бумагу, имеет стеклянный вид. Небольшие количества бывших цементирующих материалов, оксида железа, кремнезема, карбоната и глины часто мигрируют во время рекристаллизации, образуя полосы и линзы внутри кварцита. Кварцит обычно рассматривается как метаморфического происхождения. К 1941 году геологи установили, что некоторые породы демонстрируют макроскопические характеристики кварцита, даже если они не подвергались метаморфизму при высоком давлении и температуре. Эти породы подвергались лишь гораздо более низким температурам и давлениям, связанным с диагенезом осадочных пород, но диагенез цементировал породу настолько прочно, что для ее отличия от метаморфического кварцита необходимо микроскопическое исследование. Термин «ортокварцит» используется для обозначения таких осадочных пород, отличая их от метакварцита, образовавшегося в результате метаморфизма. В расширенном смысле термин «ортокварцит» иногда применяется к любому кварц-цементированному кварцевому арениту. Ортокварцит (в узком смысле) часто состоит на 99% из SiO2, с очень небольшим количеством оксида железа и следовыми количествами устойчивых минералов, таких как циркон, рутил и магнетит. Хотя окаменелостей обычно немного, исходная текстура и осадочные структуры сохраняются. Кварцит встречается в юго-западной Миннесоте, в Государственном парке Дьявольского озера в хребте Барабу (Висконсин), в хребте Васатч (Юта), недалеко от Солт-Лейк-Сити (Юта), а также в виде устойчивых хребтов в Аппалачах и других горных районах. Кварцит также встречается в медном руднике Моренси (Аризона). Город Кварцит (западная Аризона) получил свое название от кварцитов в близлежащих горах Аризоны и юго-восточной Калифорнии. Описан стекловидный кварцит из супергруппы Белт в районе Кёр-д’Ален (северный Айдахо). В Канаде горы Ла-Клош (Онтарио) состоят в основном из белого кварцита. Обширные территории Новой Шотландии подстилаются кварцитом. Палеопротерозойские кварцито-риолитовые последовательности широко распространены в докембрийском фундаменте западной Северной Америки. Кварциты в этих последовательностях интерпретируются как осадочные слои, отложенные поверх более древних поясов зелёных камней. Кварцито-риолитовые последовательности могут отражать формирование бассейнов задней дуги вдоль окраины Лаврентии – древнего ядра Северной Америки – между эпизодами горообразования во время формирования континента. Кварциты часто состоят почти из чистого кварца, что удивительно для осадочных пород, которые должны были образоваться в результате эрозии магматических пород. Их чистота может отражать необычные условия химического выветривания в период, когда атмосфера Земли начинала насыщаться кислородом. В Ирландии области кварцита встречаются на западе и северо-западе, при этом Эрригал в графстве Донегал является наиболее заметным выступом. Хорошим примером кварцитной области является полуостров Корраун в графстве Майо, покрытый очень тонким слоем ирландского атлантического болота. В Соединенном Королевстве скалистый хребет кварцита, называемый Стиперстоунс (ранний ордовик – аренийский век, 500 млн лет назад), проходит параллельно разлому Понтесфорд-Линли, в 6 км к северо-западу от Лонг-Майнда (южный Шропшир). В Англии также встречаются кембрийский «кварцит Врэкин» (Шропшир) и кембрийский «кварцит Хартшилл» (район Нунитон). В Уэльсе гора Холихед и большая часть острова Холи у Англси имеют отличные докембрийские кварцитовые скалы и обрывы. В Шотландском нагорье несколько гор (например, Фойнавен, Аркл), состоящих из кембрийского кварцита, можно найти на крайнем северо-западе Мойнского надвигового пояса, проходящего узкой полосой от озера Лох-Эриболл в юго-западном направлении к острову Скай. В континентальной Европе на поверхности существуют различные регионально изолированные кварцитовые месторождения в полосе от Рейнского массива и немецкого Среднегорья до Западной Чехии, например, в горах Таунус и Гарц. В Польше кварцитовые месторождения на поверхности встречаются в Святокрузских горах. В Норвегии добыча ведется вблизи Аустертаны, которая является одним из крупнейших карьеров в мире (850 000 метрических тонн в год), и Мёрнеса возле Сандхёрнёй с объемом производства 150 000 метрических тонн в год. Также добыча ведется в Крагере, и известно еще несколько месторождений, которые в настоящее время не разрабатываются. Самая высокая гора Мозамбика, Монте Бинга (2436 м), а также все окружающее плато Чиманимани состоят из очень твердого, светло-серого, докембрийского кварцита. Кварцит также добывается в Бразилии для изготовления кухонных столешниц.

Применение

Кварцит – декоративный камень, который может использоваться для облицовки стен, в качестве кровельной черепицы, напольного покрытия и ступеней. Его применение для кухонных столешниц стремительно растет. Он тверже и более устойчив к пятнам, чем гранит. Дробленый кварцит иногда применяется в дорожном строительстве. В эпоху палеолита кварцит, вместе с кремнем, кварцем и другими каменными материалами, использовался для изготовления каменных орудий труда.

Безопасность

Поскольку кварцит является формой диоксида кремния, он может представлять опасность на различных рабочих местах. Резка, шлифовка, скалывание, зачистка, сверление и полировка натурального и искусственного камня могут приводить к выбросу в воздух, которым дышат работники, опасных уровней очень мелких, кристаллических частиц пыли диоксида кремния. Кристаллический диоксид кремния вдыхаемого размера признан канцерогеном для человека и может вызывать другие заболевания легких, такие как силикоз и фиброз легких.

Этимология

Термин кварцит происходит от слова Quarzit.